【正文】 航天飛機(jī)、神州系列飛船，處處都存在著嵌入式計算機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用。嵌入式 linux 系統(tǒng)是一種開放源代碼的系統(tǒng) ,不存在黑箱技術(shù) ,由全球的從多的 linux的愛好者和 linux開發(fā)者提供支持和維護(hù) ,支持多種硬件平臺 ,而且性能穩(wěn)定 ,裁剪性好 ,開放使用都很容易。 本論文主要是設(shè)計與實現(xiàn)了 Bootloader和 Linux在 S3C2410平臺上的移植。 （論文）中引用他人的觀點和參考資料均加以注釋和說明。 （論文）選題和研究內(nèi)容過程中沒有抄襲他人研究成果和偽造相關(guān)數(shù)據(jù)等行為。主要完成的工作包括在開發(fā)板上完成創(chuàng)建交叉編譯環(huán)境、 Uboot 移植、 Linux 內(nèi)核移植和文件系統(tǒng)移植。 本課題中考慮到嵌入式系統(tǒng)的安全性以及幵放的難易程度 ,選擇嵌入式 linux 操作系統(tǒng) ,初步實現(xiàn)操作系統(tǒng)的一般功能和 簡單程序運(yùn)行 ,應(yīng)用程序的幵發(fā)功能 ,至于完善操作系統(tǒng)的 特殊功能將在以后的學(xué)習(xí)或工作中進(jìn)行更深入的研究。嵌入式系統(tǒng)的研究與開發(fā)己經(jīng)成為現(xiàn)代電子設(shè)計的一大領(lǐng)域和方向。 ARM 是 Advanced RISC Machines 的縮寫，由英國 Advanced RISC Machines (ARM) Limited 公司設(shè)計。 (1)Linux 開放源代碼，這使得學(xué)習(xí)、修改、裁剪 Linux 成為可能，嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計者可以對嵌入式 Linux 進(jìn)行二次開發(fā)，去掉操作系統(tǒng)的附加功能，只保留必須的操作系統(tǒng)功能。此外， Linux 還支持 ext fatl fat32 等文件系統(tǒng)，為開發(fā)嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用打下了很好的基礎(chǔ)。因此 Linux 的移植是嵌入式開發(fā)中的熱點。在這些設(shè)備中，嵌入式系統(tǒng)將大有用武之地。 （ 3）提供精巧的多媒體人機(jī)界面 之所以億萬用戶樂于按受嵌入式設(shè)備，重要因素之一是嵌入式設(shè)備與用戶之間的親和力， 自然和人機(jī)交互界面。 S3C2410 所采用的核心內(nèi)核部分是 ARM 公司的 ARM 920T 處理器核。TFT），支持 NAND Flash 系統(tǒng)引導(dǎo)，系統(tǒng)管理器（片選邏輯和 SDRAM 控制器）， 3 通道UART， 4 通道 DMA， 4 通道 PWM 定時器， I/O 端口， RTC， 8 通道 10 位 ADC 和觸摸屏接口， IICBUS接口， IICBUS 接口， USB 主機(jī)， USB 設(shè)備， SD 主卡 amp。通過提供一系列完整的系統(tǒng)外圍設(shè)備， S3C2410 大大減少了整個系統(tǒng)的成本， 消除了為系統(tǒng)配置額外器件的需要。 bootloader 概念 引導(dǎo)加載程序是系統(tǒng)加電后運(yùn)行的第一段代碼。盡管如此，我們?nèi)匀豢梢詫?Boot Loader 歸納出一些通用的概念來，以指導(dǎo)用戶特定的 Boot Loader 設(shè)計與實現(xiàn)。通過串口終端與 Bootloader 進(jìn)行交互，可以操作系統(tǒng)硬件。 （ 2） 修改 “u ” 文件 執(zhí)行命令： vim include/configs/ （ a）將原網(wǎng)卡 “CS8900” 改為 “DM9000” （ b）添加網(wǎng)絡(luò)命令 （ c）修改 IP 地址 （ d）修改命令提示符 （ e）修改默認(rèn)下載地址 畢業(yè)設(shè)計（論文）專用紙 17 （ f）修改環(huán)境變量在 Nand Flash 中的存儲地址 具體如下： （ 3）將原網(wǎng)卡 “CS8900” 改為 “DM9000” 注釋掉： // define CONFIG_DRIVER_CS8900 1 /* we have a CS8900 onboard */ // define CS8900_BASE 0x19000300 // define CS8900_BUS16 1 /* the Linux driver does accesses as shorts */ 這 3 行之后添加： define CONFIG_DRIVER_DM9000 1 define CONFIG_DRIVER_DM9000_BASE 0x10000000 define DM9000_IO CONFIG_DM9000_BASE define DM9000_DATA (DM9000_IO + 2) define CONFIG_DM9000_USE_16BIT （ 4）添加網(wǎng)絡(luò)命令 找到下面的幾行： define CONFIG_CMD_CACHE define CONFIG_CMD_ELF 在其下面添加下面幾行： define CONFIG_CMD_REGINFO define CONFIG_CMD_NAND define CONFIG_CMD_PING define CONFIG_CMD_DLF define CONFIG_CMD_ENV define CONFIG_CMD_NET （ 5）修改 IP 地址 找到下面幾行： define CONFIG_BOOTDELAY 3 . .(占位符 1) /*define CONFIG_BOOTCOMMAND tftp。 Linux 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次如下圖 34： 圖 34 Linux 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次圖 Linux 內(nèi)核源代碼目錄結(jié)構(gòu) /arch 包含和硬件體系結(jié)構(gòu)相關(guān)的代碼，每種平臺占一個相應(yīng)的目錄。 /kernel 內(nèi)核的核心代碼，包括進(jìn)程調(diào)度、定時器等。 畢業(yè)設(shè)計（論文）專用紙 24 第四章 根文件移植 Linux文件系統(tǒng)簡介 在 Unix 業(yè)界有一句話叫做“一切皆文件”，這也是對 Linux 文件系統(tǒng)的一個很好抽象。簡單的說 BusyBox 就好像是個大工具箱，它集成壓縮了 Linux 的許多工具和命令，也包含了 Android 系統(tǒng)的自帶的 shell。 根文件系統(tǒng)移植 （ 1） 下載源碼 包 解壓 busybox tar jvxf cd （ 2）修改 Makefile 文件，支持交叉編譯 畢業(yè)設(shè)計（論文）專用紙 26 vim Makefile （ /） ARCH ?= arm （目標(biāo)平臺是 arm） CROSS_COMPILE ?= armlinux （交叉編譯器的前綴是 armlinux） （ 3）編譯 修改 busybox 的配置，執(zhí)行“ make menuconfig”命令 圖 41 busybox 配置圖 Busybox Settings?Build Options?[*] Build BusyBox as a static binary (no shared libs) //靜態(tài)編譯 Busybox Settings? Installation Options?[ ] Don39。 rootfs 即為根文件系統(tǒng)的主目錄。與jffs2 相比，它減少了一些功能 (例如不支持?jǐn)?shù)據(jù)壓縮 )，所以速度更快，掛載時間很短，對內(nèi)存的占用較小。而 Windows 中，我們則可以極端地認(rèn)為“一切皆設(shè)備” Linux 定義了一個抽象的內(nèi)核級接口，能夠容許集中不同的后端文件系統(tǒng)，文件樹的有些部分由傳統(tǒng)的給予磁盤 的實現(xiàn)來處理，其他部分則由內(nèi)核中單獨的驅(qū)動程序來負(fù)責(zé)。 /lib 庫文件代碼 / 網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的代碼，實現(xiàn)了各種常見的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。 /block 塊設(shè)備驅(qū)動程序的 IO 調(diào)度。 bootm define CONFIG_CMDLINE_TAG 1 define CONFIG_SETUP_MEMORY_TAGS 1 define CONFIG_INITRD_TAG 1 （ 6）修改命令提示符 找到下面一行： define CFG_PROMPT SMDK2410 修改為： define CFG_PROMPT [ smdk2410ZYW ] （ 7）修改默認(rèn)下載地址 找到下面一行： define CFG_LOAD_ADDR 0x33000000 修改為： define CFG_LOAD_ADDR 0x30008000 define CFG_TFTP_LOAD_ADDR 0x30008000 （ 8）修改環(huán)境變量在 Nand Flash 中的存儲地址 找到下面兩行： define CFG_ENV_IS_IN_FLASH 1 define CFG_ENV_SIZE 0x10000 修改為： define CFG_ENV_IS_IN_NAND 1 畢業(yè)設(shè)計（論文）專用紙 19 define CFG_ENV_SIZE 0x4000 define CFG_ENV_OFFSET (0x800000x4000) 編譯 uboot 依次執(zhí)行以下命令： make smdk2410_config make 內(nèi)核概念 Linux 是一個一體化內(nèi)核（ monolithic kernel）系統(tǒng)。 （ 2）啟動加載模式 嵌入式產(chǎn)品發(fā)布的時候， Bootloader 必須工作在該模式下。而 U— Boot 已經(jīng)成為 ARM 平臺事實上的標(biāo)準(zhǔn) BootLoader。然而在嵌入 式系統(tǒng)中通常沒有像 BIOS 那樣的固件程序，因此整個系統(tǒng)的加載啟動任務(wù)就完全由 BootLoader 來完成。所謂的交叉編譯簡單地說，就是在一個平臺上生成另一個平臺上的可執(zhí)行代碼．我們需要一套編譯環(huán)境，將在 X86 上的 C代碼編譯為 ARM 系統(tǒng)可以識別的目標(biāo)代碼。 S3C2410 采用了 ARM920T 內(nèi)核， 工藝的 CMOS 標(biāo)準(zhǔn)宏單元和存儲器單元。 ARM 微處理器簡介 ARM(Advanced RISC Machines)，可以認(rèn)為是一個公司的名字，也可以認(rèn)為是對一類微處理器的通稱，還可以認(rèn)為是一種技術(shù)的名字。手寫文字輸入，語音撥號上網(wǎng)，收發(fā)電子自 B 件以及彩色圖形圖像已獲得很大成功，先進(jìn)的 PDA 早已在顯示屏幕上已實現(xiàn)漢字寫入，短信息，語音發(fā)布。 畢業(yè)設(shè)計（論文）專用紙 5 （ 5）環(huán)境監(jiān)測 環(huán)境監(jiān)測包括水文資料實時監(jiān)測，防洪體系及水土質(zhì)量監(jiān)測，堤壩安全，地震監(jiān)測網(wǎng)、實時氣象信息網(wǎng)、水源和空氣污染監(jiān)測等。 Linux 源代碼開放性，使基于 Linux 的開發(fā)人員非常多，而且 Linux 的各種開發(fā)文檔和基于 Linux 的開放源代碼應(yīng)用程序很容易從網(wǎng)絡(luò)上獲得。在線仿真器的價格非常昂貴，而且只適合做非常底層的調(diào)試。這使得 Linux 開發(fā)嵌入式應(yīng)用中用于購買嵌入式操作系統(tǒng)的費(fèi)用可以忽略不計。 ARM 芯片具有 RISC 系統(tǒng)的一般特點，如：具有大量的寄存器，絕大多數(shù)操作數(shù)都在寄存器中進(jìn)行，通過 Load／ Store 的體系結(jié)構(gòu)在內(nèi)存和寄存器之間傳遞數(shù)據(jù)，尋址方式簡單；采用固定長度的指令格式等等。 嵌入式系統(tǒng)的最大特點是其所具有的目的性或針對性，即一套嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計都有其特殊的應(yīng)用場合和特定功能，這就是嵌入式系統(tǒng)與通用的計算機(jī)系統(tǒng)的主要區(qū)別。 畢業(yè)設(shè)計（論文）專用紙 2 第一章 嵌入式技術(shù)概況 所謂嵌入式系統(tǒng)是指以應(yīng)用為中心、以計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、軟硬件可裁減、適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計算機(jī)系。同時運(yùn)行簡單程序，用來測試系統(tǒng)，包括聲卡，視頻， LCD，網(wǎng)卡等。 畢業(yè)設(shè)計（論文）作者簽名： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計（論文）專用紙 IV 目錄 摘要 .................................................. I Abstract ............................................. II 前言 .................................................. 1 第一章 嵌入式技術(shù)概況 .................................. 2 背景介紹 ........